Пре доношења одлуке о преласку са монолитне апликације на микросервисе, неопходно је пажљиво размотрити све аспекте. Ако пропустите прави тренутак за овај корак, можете заостати за конкуренцијом.
У последње време, све више се говори о преласку са монолитне архитектуре на микросервисну. Овај тренд је посебно изражен у развоју софтвера, јер организације теже ка већој скалабилности и флексибилности својих апликација. Али, шта тачно представља ова промена и зашто би то био прави избор за вашу организацију?
У овом чланку ћемо анализирати разлике између монолитне, вишеслојне и микросервисне архитектуре. Такође ћемо размотрити када је најбоље време за прелазак на микросервисну архитектуру и како то најбоље урадити.
Кренимо!
Шта је то монолитна архитектура?
Монолитна архитектура представља приступ дизајну софтвера где се цела апликација развија као једна, независна целина. У овом моделу, сви делови апликације, укључујући кориснички интерфејс, пословну логику и складиштење података, су спојени у једну кодну базу.
Предности 👍
- Једноставност: Монолитна архитектура је лака за разумевање и коришћење.
- Лако постављање: Апликација је јединствена целина, што поједностављује процес инсталације.
- Побољшане перформансе: Комуникација између компоненти је бржа, што утиче на побољшање перформанси.
- Економичност: Развој монолитне архитектуре може бити јефтинији у поређењу са другим архитектурама.
- Познато окружење: Многи програмери су упознати са монолитним архитектурама, што може бити предност.
Недостаци 👎
- Проблеми са флексибилношћу: Промена у једној компоненти може утицати на цео систем.
- Тешкоће са скалирањем: Скалирање захтева скалирање целог система.
- Виши трошкови одржавања: Одржавање може постати скупо и захтевно како апликација расте.
- Ограничена поновна употреба кода: Поновно коришћење кода у различитим деловима апликације може бити тешко.
Шта је вишеслојна архитектура?
У вишеслојној архитектури, систем је подељен на неколико слојева или нивоа. Сваки слој је задужен за одређени задатак и они сарађују како би извршили функцију система. Ова архитектура се заснива на одвајању задужења, где сваки слој има конкретну одговорност. На пример, 3-слојна архитектура за типичну MVC апликацију има слој модела за управљање подацима, слој приказа за презентацију и контролер који делује као посредник између њих.
На слици је приказан пример 3-слојне архитектуре за типичну MVC апликацију. Слоеј модела је задужен за управљање изворима података, а слој приказа за презентацију. Контролер делује као посредник између ова два слоја.
Типична 3-слојна МВЦ архитектура
Предности 👍
- Побољшана сигурност: Различити слојеви отежавају приступ осетљивим подацима.
- Боља скалабилност: Сваки слој се може скалирати независно.
- Побољшано одржавање: Одвојена задужења олакшавају одржавање и ажурирање.
- Већа флексибилност: Модуларност омогућава лакше додавање и промену функционалности.
- Побољшана поновна употреба кода: Могућност коришћења истог слоја пословне логике са различитим слојевима презентације.
Недостаци 👎
- Повећана сложеност: Систем може постати компликованији за разумевање и одржавање.
- Повећано време развоја: Изградња може трајати дуже.
- Већи напори за инсталацију и конфигурисање: Процес инсталације може бити сложенији.
- Повећани захтеви за хардвером и инфраструктуром: За правилан рад може бити потребно више ресурса.
- Већи напори у тестирању: Тестирање може бити сложеније због слојева и њихове комуникације.
Шта је то архитектура микросервиса?
Архитектура микросервиса представља приступ где се апликација дели на мање, независне сервисе који комуницирају међусобно преко АПИ-ја.
Микросервиси
Овај приступ омогућава већу флексибилност и скалабилност, јер сваки сервис може бити развијан и инсталиран независно. Такође, лакше је прилагођавати ресурсе у зависности од потреба. Због тога је микросервисна архитектура посебно погодна за окружења заснована на облаку.
Предности 👍
- Скалабилност: Микросервиси могу да се скалирају независно.
- Отпорност: Ако један микросервис откаже, други могу наставити са радом.
- Модуларност: Сваки микросервис може бити развијен, тестиран и примењен независно.
- Флексибилност: Могућност коришћења различитих технологија за различите сервисе.
- Једноставност примене: Микросервиси се могу примењивати независно.
Недостаци 👎
- Повећана сложеност: Управљање бројним независним сервисима може бити сложеније.
- Већи захтеви за ресурсима: За покретање великог броја сервиса може бити потребно више ресурса.
- Повећани трошкови комуникације: Комуникација између сервиса захтева АПИ-је.
- Повећана сложеност тестирања и примене: Тестирање и примена великог броја сервиса може бити сложено.
Монолитна наспрам вишеслојне наспрам микросервисне архитектуре
У следећој табели су приказане главне разлике:
| Карактеристика | Монолитна архитектура | Вишеслојна архитектура | Микросервисна архитектура |
| Сложеност | Најједноставнија | Сложенија | Најсложенија |
| Мрежни саобраћај | Минималан | Минималан (ако су слојеви на истој мрежи) | Максималан |
| Време развоја | Мање | Више него за монолитну | Више него за вишеслојну |
| Поновна употреба кода | Мања | Максимална | Минимална |
| Зависност од DevOps-а | Нема | Нема | Висока |
| Тешкоће у глобалном тестирању | Нема | Нема | Да |
| Скалабилност | Ниска | Средња | Висока |
| Време примене | Краће | Дуже | Краће |
| Лакоћа одржавања и ажурирања | Ниска | Средња | Висока |
| Време изласка на тржиште | Спорије | Спорије | Брже |
| Толеранција на грешке | Ниска | Ниска | Висока |
| Ниво модуларности | Низак | Средњи | Висок |
| Ниво независности примене | Низак | Низак | Висок |
Монолитно у микросервисе: када је право време за прелазак?
Не постоји универзалан одговор на ово питање. Одлука о преласку на микросервисну архитектуру зависи од специфичних потреба и циљева ваше апликације. Ево неколико фактора које треба узети у обзир:
- Величина и сложеност апликације: Микросервисна архитектура може олакшати развој и одржавање ако је апликација велика и сложена. Међутим, монолитна архитектура може бити довољна за мање апликације.
- Потребан ниво скалабилности: Микросервисна архитектура је бољи избор ако апликација треба брзо и лако да се скалира.
- Потребан ниво флексибилности: Ако је потребно модификовати или ажурирати појединачне компоненте независно, микросервисна архитектура је бољи избор.
- Ресурси доступни за развој и одржавање: Микросервисна архитектура захтева већи тим са потребним вештинама и ресурсима. Монолитна архитектура може бити лакша за управљање са мањим тимом.
Монолитно до микросервиса: успешна путовања
Одлука о преласку зависи од специфичних потреба апликације. Важно је проценити предности и недостатке сваког приступа. Да видимо како су велике компаније попут Амазона и Нетфлик-а донеле ове одлуке.
Студија случаја Амазон
Амазон је почео са монолитном архитектуром, али је са растом базе кода и броја програмера постало тешко управљати зависностима и извршавати промене. То је довело до кашњења у развоју и отежало скалирање платформе. Као решење, Амазон је разбио монолитну апликацију на мање, независне сервисе, тако што је изворни код подељен на мање целине, свака са својом веб сервисом и тимом програмера.
Извор: графикон зависности Амазон сервиса у реалном времену
Овај приступ им је омогућио лакше промене и ажурирања, као и скалирање по потреби. Упркос изазовима у току транзиције, предности су биле значајне. Амазонова платформа сада обрађује преко 2.5 милијарди претрага производа дневно и укључује милионе производа од стотина хиљада продаваца.
Нетфлик студија случаја
Нетфлик је данас позната компанија, присутна у 190 земаља са преко 223 милиона корисника од 2022. године.
У 2008. години Нетфлик је имао велики проблем са корупцијом базе података, што је трајало 3 дана. Овај догађај је указао на проблеме са монолитним дизајном. Као резултат, Нетфлик је постепено прешао на микросервисну архитектуру у облаку, користећи Амазон веб сервисе.
Било им је потребно неколико година да мигрирају све апликације, али су предности биле огромне. Гледаност је порасла за 1000 пута између 2008. и 2015. године, што је резултирало високим приходима и профитом.
Како ручно пренети апликацију са монолитне на микросервисну архитектуру?
Постоји неколико корака које можете следити за ручну миграцију:
- Идентификујте пословне могућности: Први корак је анализа различитих пословних могућности ваше апликације и да ли се оне могу имплементирати као независни микросервиси.
- Поделите апликацију на микросервисе: Када идентификујете пословне могућности, можете почети да делите апликацију на микросервисе, рефакторисањем базе кода.
- Дизајнирајте интерфејсе: Сваки микросервис треба да комуницира са другим преко добро дефинисаних интерфејса или АПИ-ја.
- Имплементирајте микросервисе: Након поделе апликације и дизајнирања интерфејса, можете почети са имплементацијом, изградњом нових сервиса или рефакторисањем постојећег кода.
- Тестирајте и примените: Темељно тестирајте микросервисе пре примене.
- Мигрирајте податке: Ако апликација користи базу података, мигрирајте податке из монолитне апликације у микросервисе.
Миграција може бити сложена и захтевна, стога је важно пажљиво планирање.
Корисни алати за миграцију са монолитне на микросервисну архитектуру
Постоји неколико алата који могу помоћи у процесу декомпоновања монолитне апликације на микросервисе, као што су IBM-ов Mono2Micro, Decomposition Tool и Decomposer, који помажу у процесу декомпозиције. Ови алати нуде аутоматизоване или полуаутоматизоване механизме за идентификацију микросервиса и рефакторисање кода, као и за управљање инфраструктуром.
Аутоматска декомпозиција за миграцију: будући тренд
Развој вештачке интелигенције и машинског учења утиче и на овај процес. Да ли би било корисно ако би машине могле да обављају сложене задатке декомпозиције монолитних микросервиса?
Иако се чини једноставним, коришћење вештачке интелигенције за разградњу монолитне апликације је сложен процес. Тренутно постоји врло мало студија о овој теми.
Абдулах ет. ал. су предложили приступ машинском учењу без надзора за аутоматску декомпозицију веб апликација у микросервисе. Следећи дијаграм показује цео процес:
Извор: Абдуллах, М., Икбал, В., & Ерради, А. (2019). Приступ учењу без надзора за аутоматску декомпозицију веб апликација у микросервисе. Јоурнал оф Системс анд Софтваре, 151, 243-257.
Процес ауто-декомпозиције прати три једноставна корака:
Корак 01: Приступ УРИ приступним евиденцијама
Свака веб страница има јединствени УРИ (Uniform Resource Identifier). Веб сервери одржавају евиденције приступа (време одговора и величину документа) за ове УРИ-је. Први корак је сакупљање ових евиденција.
Корак 02: Примена алгоритма машинског учења за груписање
Алгоритам за груписање је метод машинског учења без надзора који креира кластере на основу сличности тачака података. У овом случају, алгоритми за груписање, користећи податке из историјских евиденција приступа, креирају кластере УРИ-ја са сличним временом приступа и величином документа.
Корак 03: Постављање кластера у микросервисе
За сваки кластер УРИ-ја се може направити микросервис и применити на било коју инфраструктуру у облаку.
Напомена: Ова техника ауто-декомпозиције је специфична за монолитне веб апликације и приказана је као пример најновијих трендова.
Најбоље праксе за прелазак са монолитне на микросервисну архитектуру
Ево неколико најбољих пракси:
- Почните са малим: Миграцију започните са малим делом апликације.
- Идентификујте праве микросервисе: Пажљиво идентификујте пословне могућности апликације и да ли се могу имплементирати као независни микросервиси.
- Дизајнирајте јасне интерфејсе: Интерфејси између микросервиса треба да буду добро дефинисани и једноставни за коришћење.
- Користите контејнере: Контејнери могу олакшати примену и управљање микросервисима.
- Користите инфраструктуру прилагођену микросервисима: Потребна вам је инфраструктура која подржава микросервисну архитектуру, укључујући сервисне мреже, АПИ мрежне пролазе и дистрибуирано праћење.
- Темељно тестирајте: Тестирајте микросервисе да бисте били сигурни да раде како се очекује.
- Пратите и управљајте микросервисима: Важно је пратити перформансе и здравље микросервиса и реаговати на проблеме на време.
Пажљиво планирање и извршење су кључни за успешну миграцију. Пратећи ове најбоље праксе, можете осигурати несметан процес.
Закључак
Микросервисна архитектура је најфлексибилнија и најскалабилнија архитектура за данашње окружење у облаку. Омогућава скалирање одређених делова апликације и модификовање појединачних сервиса без утицаја на целу апликацију. Међутим, може бити сложенија за развој и одржавање.
Коначни избор архитектуре зависи од специфичних потреба и циљева ваше апликације. Важно је узети у обзир величину и сложеност апликације, потребан ниво скалабилности и флексибилности, као и ресурсе доступне за развој и одржавање.